linux互斥锁条件变量

Linux 中的互斥锁和条件变量是用于多线程编程中同步和协调线程执行的重要机制。

互斥锁（Mutex）：

基础概念：是一种用于保护共享资源的同步原语，确保在同一时刻只有一个线程能够访问被保护的代码区域或数据。
优势：防止多个线程同时访问共享资源导致的数据不一致和竞态条件。
类型：通常分为普通互斥锁、递归互斥锁等。
应用场景：当多个线程需要访问共享的变量、数据结构或关键代码段时。

条件变量（Condition Variable）：

基础概念：允许线程等待某个条件成立，以及在条件成立时通知等待的线程。
优势：避免了线程忙等待，提高了资源利用率。
类型：常见的条件变量操作包括等待（wait）、通知（signal）和广播（broadcast）。
应用场景：例如生产者消费者问题，生产者生产数据，消费者消费数据，当缓冲区为空时消费者等待，缓冲区满时生产者等待。

如果在 Linux 中使用互斥锁和条件变量遇到问题，可能是以下原因：

死锁：多个线程相互等待对方释放锁，导致程序无法继续执行。可能的原因包括获取锁的顺序不一致、锁嵌套过深等。解决方法包括确保获取锁的顺序一致、避免不必要的锁嵌套。
忘记释放锁：导致其他线程一直等待，无法获取锁。需要在适当的时机释放锁。
条件变量等待和通知逻辑错误：可能导致线程永远等待或无法正确被唤醒。需要仔细检查等待和通知的条件判断逻辑。

以下是一个使用互斥锁和条件变量的简单示例代码（C 语言）：

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
int count = 0;

void* producer(void* arg) {
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        count++;
        printf("Produced, count = %d
", count);
        pthread_cond_signal(&cond);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
        sleep(1);
    }
    return NULL;
}

void* consumer(void* arg) {
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while (count == 0) {
            pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
        }
        count--;
        printf("Consumed, count = %d
", count);
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t producer_thread, consumer_thread;
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&cond, NULL);

    pthread_create(&producer_thread, NULL, producer, NULL);
    pthread_create(&consumer_thread, NULL, consumer, NULL);

    pthread_join(producer_thread, NULL);
    pthread_join(consumer_thread, NULL);

    pthread_mutex_destroy(&mutex);
    pthread_cond_destroy(&cond);

    return 0;
}

在上述示例中，生产者线程生产数据（增加 count），消费者线程消费数据（减少 count）。通过互斥锁保护 count 的访问，条件变量用于在 count 为 0 时让消费者等待，生产者生产数据后通知消费者。